1. स्लज इंडेक्स का सिद्धांत और वर्गीकरण
स्लज सेटलिंग अनुपात (SV)
स्लज सेटलिंग अनुपात उस मात्रा के अनुपात को संदर्भित करता है जो निकाली गई स्लज का मूल मिश्रित तरल के मुकाबले है, जब एक निश्चित मात्रा में वायुकरण टैंक के मिश्रित तरल को 30 मिनट के लिए मापने वाले सिलेंडर में खड़ा किया जाता है, जिससे यह प्रतिशत (%) के रूप में व्यक्त होता है। यह सक्रिय स्लज के सेटलिंग प्रदर्शन और कोएगुलेशन प्रदर्शन को सरलता से दर्शा सकता है और यह सीवेज उपचार संचालन प्रबंधन में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले निगरानी संकेतकों में से एक है। यह हमें सक्रिय स्लज की सेटलिंग स्थिति को तेजी से समझने की अनुमति देता है और सीवेज उपचार प्रणाली के संचालन पर प्रारंभिक निर्णय लेने की अनुमति देता है।
विधि: एक निश्चित मात्रा (आमतौर पर 1000mL) के वायुमंडल टैंक मिश्रित तरल लें, उसे 1000mL मापन सिलेंडर में डालें, और मापन सिलेंडर को 30 मिनट के लिए खड़ा होने दें। 30 मिनट के बाद, अवशिष्ट की तय की गई मात्रा (mL) पढ़ें। एक सामान्य संचालन करने वाले सीवेज उपचार संयंत्र में, SV मान सामान्यतः एक निश्चित सीमा के भीतर बनाए रखा जाता है। सीमा विभिन्न प्रक्रिया और जल गुणवत्ता की स्थितियों के तहत भिन्न होती है। आमतौर पर, शहरी सीवेज उपचार संयंत्रों का SV मान 15% से 30% के बीच अधिक सामान्य होता है।
स्लज वॉल्यूम इंडेक्स उन गीले स्लज के वॉल्यूम को संदर्भित करता है जो 1g सूखे स्लज द्वारा 30 मिनट तक मिश्रित तरल के तलाघन के बाद एरोशन टैंक में कब्जा किया जाता है, जो कि mL/g में होता है। SVI सक्रिय स्लज की सांद्रता और तलाघन प्रदर्शन को ध्यान में रखता है, और सक्रिय स्लज की गुणवत्ता का अधिक सटीक मूल्यांकन कर सकता है। यह सक्रिय स्लज के संचायक और तलाघन प्रदर्शन का मूल्यांकन करने और यह निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि क्या कोई अपारंपरिक स्थितियाँ हैं।
गणना विधि: पहले, उपरोक्त उल्लेखित कीचड़ अवशिष्ट अनुपात निर्धारण विधि के अनुसार, वायवीय टैंक में मिश्रित तरल के 30 मिनट के तलछट के बाद अवशिष्ट की मात्रा प्राप्त की जाती है। फिर, मिश्रित तरल में कीचड़ का सूखा वजन (W, इकाई ग्राम) सुखाने और तौलने की विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है। विशिष्ट कार्य यह है कि एक निश्चित मात्रा (V₀, जैसे 100mL) मिश्रित तरल लें, इसे ज्ञात वजन (W₀) के क्रूसिबल या तौलने की बोतल में डालें, और इसे स्थायी वजन तक सुखाएं। इस समय वजन W₁ है, फिर कीचड़ का सूखा वजन।
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(इकाई ग/लिटर, 沉淀 किए गए स्लज के वॉल्यूम के साथ SVI की गणना की सुविधा के लिए ग में परिवर्तित किया गया)। स्लज वॉल्यूम इंडेक्स (SVI) की गणना करें: उदाहरण के लिए, 1{4}00 मिलीलीटर एरेशन टैंक के मिश्रित तरल के 30 मिनट तक बैठने के बाद,沉淀 किए गए स्लज की मात्रा 300 मिलीलीटर है। यह तय किया गया है कि मिश्रित तरल के 100 मिलीलीटर को सुखाने के बाद सूखे स्लज का भार 0.2 ग्राम है (1000 मिलीलीटर मिश्रित तरल में 2 ग्राम सूखे स्लज के भार में परिवर्तित किया गया)।
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आम तौर पर, शहरी अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों का SVI मान 70-150 मील/ग के बीच अधिक उपयुक्त होता है। जब SVI मान बहुत ऊँचा होता है, जैसे कि 200 मील/ग से अधिक, तो यह कीचड़ के फूलने जैसी समस्याओं का संकेत दे सकता है। इस समय, कीचड़ की तरलता अधिक होती है और इसे बसने और अलग करना कठिन होता है; जब SVI मान बहुत कम होता है, 50 मील/ग से कम, तो इसका मतलब है कि कीचड़ की गतिविधि कम हो सकती है और प्रदूषकों को अवशोषित करने और उनके विघटन की क्षमता अपर्याप्त होती है।
स्लज घनत्व सूचकांक (एसडीआई)
स्लज घनत्व सूचकांक SVI का विपरीत है। यह 1 मिलीलीटर गीले स्लज में 100 मिलीलीटर मिश्रित तरल के 30 मिनट तक बैठने के बाद शुष्क स्लज के द्रव्यमान को दर्शाता है, g/mL में। SDI स्लज की घनत्व को दर्शाता है। एक निम्न SDI मान यह दर्शाता है कि स्लज ढीला है, जबकि एक उच्च मान दर्शाता है कि स्लज संरचना कठोर है।
गणना विधि: इसी तरह, एरटेशन टैंक के मिश्रित तरल के 100 मि.ली. को लें, इसे 100 मि.ली. मापने वाले सिलेंडर में डालें और इसे 30 मिनट के लिए खड़े रहने दें ताकि अवसादन के बाद गीले कीचड़ का मात्रा (V₁, मि.ली. में) प्राप्त हो सके। फिर, मिश्रित शराब में 100 मि.ली. कीचड़ का सूखा वजन सुखाने और तौलने की विधि (W, इकाई ग्राम, निर्धारण विधि SVI में कीचड़ के सूखे वजन के निर्धारण के समान है) द्वारा निर्धारित किया जाता है। कीचड़ घनत्व सूचकांक (SDI) की गणना करें: उदाहरण के लिए, एरटेशन टैंक में मिश्रित शराब के 100 मि.ली. के 30 मिनट के अवसादन के बाद गीले कीचड़ का मात्रा 20 मि.ली. है। मिश्रित शराब में 100 मि.ली. की कीचड़ का सूखा वजन 4 ग्राम होने का निर्धारण किया गया है, तब
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Suitable range: Generally speaking, for the activated sludge system treating urban sewage, the suitable range of SDI is between {{0}}.15 - 0.3 g/mL. When the SDI value is lower than 0.15 g/mL, it indicates that the sludge structure is loose, and there may be problems such as abnormal microbial metabolism and water quality shock, resulting in poor sludge cohesion, affecting its sedimentation and treatment effect. When the SDI value is higher than 0.3 g/mL, although the sludge structure is tight, it may mean that the sludge is aged and the microbial activity is reduced, which is also not conducive to the adsorption and decomposition of pollutants during sewage treatment. Different sewage treatment processes and sewage water quality characteristics may cause the appropriate range of SDI to fluctuate slightly. For example, when treating industrial wastewater, due to the complex water quality components, the appropriate range of SDI may need to be adjusted according to the actual situation.
2. स्लज इंडेक्स को प्रभावित करने वाले कारक
जल गुणवत्ता विशेषताएँ: सीवेज में компонेंट्स कीचड़ इंडेक्स पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। यदि सीवेज में घुलनशील कार्बनिक पदार्थों, विशेष रूप से कार्बोहाइड्रेट जैसे जैविक अपघटन योग्य पदार्थों की बड़ी मात्रा होती है, तो यह सूक्ष्म जीवों की अत्यधिक पुनरुत्पादन का कारण बन सकता है, सक्रिय कीचड़ की संरचना को ढीला कर सकता है, और SVI मान को बढ़ा सकता है। इसके विपरीत, जब सीवेज कुछ पोषक तत्वों, जैसे नाइट्रोजन और फॉस्फोरस, से वंचित होता है, तो सूक्ष्म जीवों का मेटाबॉलिज्म प्रभावित होगा, सक्रिय कीचड़ का coagulation प्रदर्शन बिगड़ जाएगा, और कीचड़ इंडेक्स भी प्रभावित होगा।
प्रक्रिया शर्तें: एररेशन मोड और एररेशन वॉल्यूम स्लज सूचकांक में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अत्यधिक एररेशन सक्रिय स्लज में सूक्ष्मजीवों को अधिक ऑक्सीकरण की स्थिति में रखने का कारण बनेगा, जिससे कोशिकाओं का विघटन, स्लज संरचना का विनाश और SVI मान में वृद्धि होगी; जबकि अपर्याप्त एररेशन ऑक्सीजन की कमी के कारण सूक्ष्मजीवों के असामान्य मेटाबॉलिज्म का कारण बनेगा, जो स्लज के प्रदर्शन को भी प्रभावित करता है। इसके अलावा, हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम की अनदेखी नहीं की जा सकती। यदि हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम बहुत कम है, तो सीवेज में प्रदूषक पूरी तरह से सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित नहीं हो सकते, और अवशिष्ट कार्बनिक पदार्थ सक्रिय स्लज के निपटान प्रदर्शन को प्रभावित करेंगे; बहुत लंबा हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम सक्रिय स्लज की उम्र बढ़ा सकता है और स्लज सूचकांक को बदल सकता है।
सूक्ष्मजीव जनसंख्या: सक्रिय कीचड़ में सूक्ष्मजीवों के प्रकार और संख्या कीचड़ सूचकांक पर बड़ा प्रभाव डालती है। तंतुमय बैक्टीरिया की अत्यधिक वृद्धि कीचड़ के फुलाने का एक सामान्य कारण है और SVI मान में वृद्धि का कारण बनती है। तंतुमय बैक्टीरिया कम पोषण और झटके के प्रति मजबूत प्रतिरोध रखते हैं। जब पर्यावरण उपयुक्त होता है, तो वे बड़ी संख्या में गुणन करेंगे और सक्रिय कीचड़ के फ्लोक्स के बीच में फैले रहेंगे, जिससे कीचड़ की मात्रा का विस्तार होगा और निहितन की कार्यक्षमता खराब होगी। इसके विपरीत, जब फ्लोक बैक्टीरिया सक्रिय कीचड़ में प्रभुत्व रखते हैं, तो कीचड़ की एक सघन संरचना होती है, अच्छी निहितन कार्यक्षमता होती है, और अपेक्षाकृत स्थिर कीचड़ सूचकांक होता है।
3. गंदगी सूचकांक का सीवर उपचार के लिए महत्व
प्रक्रिया के संचालन स्थिति का संकेत: कीचड़ सूचकांक की निगरानी करके, सीवेज उपचार प्रक्रिया की संचालन स्थिति को वास्तविक समय में समझा जा सकता है। जब SVI मान धीरे-धीरे बढ़ता है, तो यह संकेत देता है कि कीचड़ का बढ़ना और अन्य समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। समय पर प्रक्रिया के मानकों को समायोजित करना आवश्यक है, जैसे एरोशन मात्रा को बदलना और पोषक तत्वों के जोड़ने की मात्रा को समायोजित करना, ताकि समस्या और न बढ़े।
SV मूल्य में अचानक परिवर्तन प्रदूषित जल की गुणवत्ता या मात्रा में बड़े उतार-चढ़ाव का संकेत दे सकते हैं।
उपचार प्रभाव की भविष्यवाणी: जब स्लज इंडेक्स सामान्य सीमा के भीतर होता है, तो सक्रिय स्लज प्रभावी रूप से सीवेज में प्रदूषकों को अवशोषित और विघटित कर सकता है, ताकि निकासी जल की गुणवत्ता मानक को पूरा करे। यदि स्लज इंडेक्स असामान्य है, तो सक्रिय स्लज का प्रदर्शन प्रभावित होगा, और सीवेज उपचार का प्रभाव बहुत कम होगा, जो रासायनिक ऑक्सीजन मांग (COD), जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (BOD), निलंबित ठोस (SS) और निकासी के अन्य संकेतकों में वृद्धि कर सकता है, और निर्वहन मानकों को पूरा करने में विफल हो सकता है।
4. स्लज सूचकांक आधारित प्रक्रिया नियंत्रण
Prevention and response to sludge bulking: For high SVI values that may cause sludge bulking, a variety of control measures can be taken. First, the dissolved oxygen concentration can be controlled at an appropriate level by adjusting the aeration volume to inhibit the excessive growth of filamentous bacteria. Generally speaking, maintaining the dissolved oxygen in the aeration tank at 2-4 mg/L is conducive to the growth of flocculent bacteria, thereby inhibiting filamentous bacteria. Secondly, check the ratio of nutrients in the sewage. If the carbon, nitrogen and phosphorus ratio is unbalanced, replenish the missing nutrients in time to enhance the competitiveness of flocculent bacteria. In addition, appropriate amounts of chemical agents, such as flocculants or oxidants, can be added to improve the structure and sedimentation performance of activated sludge, but caution should be used when using chemical agents to avoid adverse effects on microorganisms.
सक्रिय कीचड़ के प्रदर्शन को अनुकूलित करें: जब कीचड़ सूचकांक यह दर्शाता है कि सक्रिय कीचड़ अपर्याप्त रूप से सक्रिय है या इसका अवसादन प्रदर्शन खराब है, तो सक्रिय कीचड़ की संरचना को कीचड़ छोड़कर और नया कीचड़ जोड़कर समायोजित किया जा सकता है। पुराने या कमजोर प्रदर्शन करने वाले कीचड़ को छोड़ने और उच्च गतिविधि वाले ताजे कीचड़ को पेश करने से पूरे सक्रिय कीचड़ प्रणाली की उपचार क्षमता में सुधार करने में मदद मिल सकती है। एक ही समय में, प्रक्रिया के मापदंडों जैसे हाइड्रोलिक रिटेंशन टाइम और रीफ्लो अनुपात का उचित समायोजन भी सक्रिय कीचड़ के प्रदर्शन को अनुकूलित कर सकता है और कीचड़ सूचकांक को सामान्य श्रेणी में पुनर्स्थापित कर सकता है।
स्लज इंडेक्स सीवेज उपचार प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण संकेतक है। स्लज इंडेक्स और इसके प्रभाव डालने वाले कारकों को समझना और प्रक्रिया को तदनुसार समायोजित करना सीवेज उपचार संयंत्र के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने और अच्छे उपचार परिणाम प्राप्त करने के लिए कुंजी हैं।
